JP2015527040A - Voltage regulator - Google Patents

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ジェイ． グエン，ドン
ジェイ． グエン，ドン
シリムカル，ヴィカス
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インテル コーポレイション
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters

Abstract

電圧レギュレータが提供され、電圧レギュレータは、第１のスイッチトランジスタと、第２のスイッチトランジスタと、キャパシタとを有するコンバータを有する。コンバータは、直流（ＤＣ）電圧を受け取ってよく、電圧をキャパシタへ供給してよい。コンバータは、降圧コンバータとして動作してよく、コンバータは、昇圧コンバータとして動作してよい。電圧レギュレータは、降圧コンバータとして又は昇圧コンバータとして動作させるようコンバータを制御する電圧コントローラを更に有してよい。A voltage regulator is provided, and the voltage regulator includes a converter having a first switch transistor, a second switch transistor, and a capacitor. The converter may receive a direct current (DC) voltage and may supply the voltage to the capacitor. The converter may operate as a step-down converter, and the converter may operate as a step-up converter. The voltage regulator may further include a voltage controller that controls the converter to operate as a step-down converter or as a step-up converter.

Description

実施形態は、電子デバイスのための電圧レギュレータに係る。   Embodiments relate to a voltage regulator for an electronic device.

電子デバイス（又はプラットフォーム負荷）は、バッテリ及び電圧レギュレータによって給電されてよい。電圧レギュレータ（ＶＲ）損失は、全体のプラットフォーム電力損失における主要要因であることがある。電圧レギュレータの出力電流の存在期間（又は確率）は、この電力がたいていの場合どこで失われるかを示すことができる。例えば、約５０％の時間、電圧レギュレータはアイドル状態で動作してよい。アイドル状態は、無負荷状態又は低負荷状態であることができる。電子デバイスは、バッテリ寿命のかなりの部分の間アイドル状態であることがある。電圧レギュレータの高い電力損失の１つの要因は、直流（ＤＣ）−直流（ＤＣ）降圧型電圧レギュレータにおけるスイッチング損失であり得る。   The electronic device (or platform load) may be powered by a battery and a voltage regulator. Voltage regulator (VR) loss may be a major factor in overall platform power loss. The duration (or probability) of the output current of the voltage regulator can indicate where this power is lost in most cases. For example, the voltage regulator may operate in an idle state for about 50% of the time. The idle state can be a no load state or a low load state. The electronic device may be idle for a significant portion of battery life. One factor for the high power loss of voltage regulators may be switching losses in direct current (DC) -direct current (DC) step-down voltage regulators.

電子デバイスの例を示す。An example of an electronic device is shown. 電子デバイス（又はプラットフォーム負荷）のための電力システムの例を示す。2 illustrates an example power system for an electronic device (or platform load). 配置例に従う電圧レギュレータを示す。2 shows a voltage regulator according to an example arrangement. 例となる実施形態に従う電圧レギュレータを示す。2 illustrates a voltage regulator according to an example embodiment. 配置例に従うバッテリシステムを示す。2 shows a battery system according to an example arrangement.

配置及び実施形態は、上記の図面を参照して詳細に記載され得る。図面において、同じ参照符号は同じ要素を参照する。   Arrangements and embodiments may be described in detail with reference to the above drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements.

下記の詳細な説明において、同じ参照符号は、異なる図面において同じ、対応する及び／又は類似する構成要素を表すために使用されてよい。更に、続く詳細な説明において、例となるサイズ／モデル／値／範囲が提供されることがあるが、実施形態はこれらに制限されない。具体的な詳細が例となる実施形態を記載するために説明される場合に、当業者には当然ながら、実施形態は、それらの具体的な詳細によらずに実施されてよい。   In the following detailed description, the same reference numbers may be used in different drawings to represent the same, corresponding and / or similar components. Further, in the detailed description that follows, exemplary sizes / models / values / ranges may be provided, but embodiments are not limited thereto. Where specific details are set forth to describe exemplary embodiments, those skilled in the art will appreciate that the embodiments may be practiced without these specific details.

下記の説明において、信号は、アサートされると言われることがある。これは、ハイ（ＨＩＧＨ）信号（又は１）であることに対応してよい。信号はまた、デアサートされると言われることがある。これは、ロー（ＬＯＷ）信号（又は０）であることに対応してよい。   In the description below, the signal may be said to be asserted. This may correspond to being a high signal (or 1). The signal may also be said to be deasserted. This may correspond to being a low signal (or 0).

電子デバイス（以降、プラットフォーム負荷とも呼ばれる。）は、電圧レギュレータ（ＶＲ）から直流（ＤＣ）電圧を受け取ってよい。電圧レギュレータは、電子デバイス又はプラットフォーム負荷の外に設けられてよい。ＤＣ電圧は、バッテリ及び／又はバッテリパックから供給されてよい。   An electronic device (hereinafter also referred to as a platform load) may receive a direct current (DC) voltage from a voltage regulator (VR). The voltage regulator may be provided outside the electronic device or platform load. The DC voltage may be supplied from a battery and / or a battery pack.

図１は、電子デバイスの例を示す。他の構成も設けられてよい。電子デバイス（又はプラットフォーム負荷）は、携帯電話機、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント、メディアプレーヤ、及び／又はラップトップ若しくはノートブックコンピュータのような、しかしそれらに制限されない、多数のバッテリ駆動のデバイスのうちのいずれか１つであってよい。代替的に、電子デバイスは、２，３例を挙げると、デスクトップコンピュータ、テレビ受像機、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）若しくは他のタイプのメディアプレーヤ、サラウンドサウンド及び／又は他のメディアレシーバのような、固定位置で通常使用されるＡＣ駆動のデバイスであってよい。   FIG. 1 shows an example of an electronic device. Other configurations may also be provided. The electronic device (or platform load) can be any of a number of battery-powered devices such as, but not limited to, mobile phones, smartphones, personal digital assistants, media players, and / or laptops or notebook computers. Or one. Alternatively, the electronic device may be a desktop computer, a television receiver, a digital video disc (DVD) or other type of media player, surround sound and / or other media receivers, to name a few examples, It may be an AC driven device that is normally used in a fixed position.

図１に示されるように、電子デバイスは、プロセッサ１と、チップセット２と、グラフィカルインターフェース３と、無線通信ユニット４と、ディスプレイ５、メモリ６と、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース７、スピーカ及びマイクロホン回路８、並びにフラッシュメモリカード９を含む複数の機能回路とを有してよい。メディアプレーヤが更に設けられてよい。他の実施形態では、回路及び機能の異なる結合又は配置が含まれてよい。   As shown in FIG. 1, the electronic device includes a processor 1, a chipset 2, a graphical interface 3, a wireless communication unit 4, a display 5, a memory 6, a universal serial bus (USB) interface 7, a speaker and A plurality of functional circuits including a microphone circuit 8 and a flash memory card 9 may be included. A media player may further be provided. In other embodiments, different combinations or arrangements of circuits and functions may be included.

図２は、電子デバイス（又はプラットフォーム負荷）のための電力システムの例を示す。他の構成も設けられてよい。図２の機構は、装置、システム及び／又は電子デバイスを考えられてよい。   FIG. 2 shows an example of a power system for an electronic device (or platform load). Other configurations may also be provided. The mechanism of FIG. 2 may be considered an apparatus, system and / or electronic device.

図２は、バッテリ１０が直流（ＤＣ）電圧（又は電圧入力）を電圧レギュレータ（ＶＲ）２０へ供給してよいことを示す。電圧レギュレータ２０は、受け取った電圧入力を電圧出力へと調整してよい。電圧出力は、次いで、プラットフォーム負荷３０（又は電子デバイス）へ供給されてよい。電力システムは、電圧レギュレータ２０及びバッテリ１０を有してよい。電圧レギュレータ２０は、電子デバイスであるプラットフォーム負荷３０へＤＣ電圧を供給してよい。   FIG. 2 shows that the battery 10 may supply a direct current (DC) voltage (or voltage input) to a voltage regulator (VR) 20. The voltage regulator 20 may adjust the received voltage input to a voltage output. The voltage output may then be supplied to the platform load 30 (or electronic device). The power system may include a voltage regulator 20 and a battery 10. The voltage regulator 20 may supply a DC voltage to the platform load 30 that is an electronic device.

配置は、軽負荷状態の間に電力を蓄積及び／又は供給するためにキャパシタ又はスーパーキャパシタを使用してよい。実施形態は、出力キャパシタで蓄えられているエネルギをバッテリ、バッテリパック及び／又はバッテリレール上の電流シンクへ再循環させてよい。   The arrangement may use a capacitor or supercapacitor to store and / or supply power during light load conditions. Embodiments may recirculate energy stored in the output capacitor to a current sink on the battery, battery pack and / or battery rail.

図３は、配置例に従う電圧レギュレータを示す。他の配置及び構成も設けられてよい。図３に示される電圧レギュレータは、図２に示される電圧レギュレータ２０に対応してよい。図３の機構はまた、装置、システム及び／又は電子デバイスの部分として考えられてよい。   FIG. 3 shows a voltage regulator according to an arrangement example. Other arrangements and configurations may also be provided. The voltage regulator shown in FIG. 3 may correspond to the voltage regulator 20 shown in FIG. The mechanism of FIG. 3 may also be considered as part of an apparatus, system and / or electronic device.

より具体的に、図３は、電圧コントローラ１２０と、降圧コンバータ１５０と、スーパーキャパシタデバイス１７０（又はキャパシタデバイス）とを有する電圧レギュレータ１００を示す。電圧レギュレータ１００はバッテリ１１０へ結合されてよい。バッテリ１１０は図２のバッテリ１０に対応してよい。バッテリ１１０は、ＤＣ電圧（Ｖｉ）を電圧レギュレータ１００へ供給してよい。   More specifically, FIG. 3 shows a voltage regulator 100 having a voltage controller 120, a step-down converter 150, and a supercapacitor device 170 (or capacitor device). Voltage regulator 100 may be coupled to battery 110. The battery 110 may correspond to the battery 10 of FIG. The battery 110 may supply a DC voltage (Vi) to the voltage regulator 100.

電圧レギュレータ１００は、電圧レギュレータモジュール（ＶＲＭ）と呼ばれることもある。   The voltage regulator 100 is sometimes referred to as a voltage regulator module (VRM).

電圧レギュレータ１００（及びより具体的には、電圧コントローラ１２０）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御デバイス１２２と、トランジスタドライバ回路１２６（又は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ドライバ）と、電圧検知デバイス１３２と、電流検知デバイス１３６とを有してよい。図示されていないが、電圧レギュレータ１００は、キャパシタ制御デバイス（若しくはスーパーキャパシタデバイス）及び／又はアイドル制御デバイスを更に有してよい。   The voltage regulator 100 (and more specifically, the voltage controller 120) includes a pulse width modulation (PWM) control device 122, a transistor driver circuit 126 (or field effect transistor (FET) driver), a voltage sensing device 132, A current sensing device 136. Although not shown, the voltage regulator 100 may further include a capacitor control device (or supercapacitor device) and / or an idle control device.

降圧コンバータ１５０は、第１のスイッチトランジスタＱ１と、第２のスイッチトランジスタＱ２と、インダクタ１５６と、キャパシタＣｂとを有してよい。インダクタ１５６及びキャパシタＣｂは、降圧コンバータ１５０のフィルタを形成してよい。第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２の夫々は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であってよい。図３に示されているように、第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２は、バッテリ１１０と接地との間に直列に結合されている。   Step-down converter 150 may include a first switch transistor Q1, a second switch transistor Q2, an inductor 156, and a capacitor Cb. Inductor 156 and capacitor Cb may form a filter of step-down converter 150. Each of the first switch transistor Q1 and the second switch transistor Q2 may be a field effect transistor (FET). As shown in FIG. 3, the first switch transistor Q1 and the second switch transistor Q2 are coupled in series between the battery 110 and ground.

第１のスイッチトランジスタＱ１と第２のスイッチトランジスタＱ２との間の中間ノード１５３は、インダクタ１５６の第１の端部へ結合されている。インダクタ１５６の第２の端部は出力ノード１６０と見なされてよく、出力ノード１６０は、出力電圧Ｖｏをプラットフォーム負荷（又は電子デバイス）へ供給してよい。   An intermediate node 153 between the first switch transistor Q 1 and the second switch transistor Q 2 is coupled to the first end of the inductor 156. The second end of the inductor 156 may be considered an output node 160, which may supply the output voltage Vo to the platform load (or electronic device).

図３に示されているように、降圧コンバータ１５０のキャパシタＣｂは、出力ノード１６０と接地との間に結合されてよい。キャパシタＣｂの第１の端部は、（インピーダンスＺｂを介して）インダクタ１５６の第２の端部（すなわち、出力ノード１６０）へ結合されてよい。キャパシタＣｂの第２の端部は接地へ結合されてよい。   As shown in FIG. 3, capacitor Cb of buck converter 150 may be coupled between output node 160 and ground. The first end of capacitor Cb may be coupled (via impedance Zb) to the second end of inductor 156 (ie, output node 160). The second end of capacitor Cb may be coupled to ground.

降圧コンバータ１５０は、電圧コントローラ１２０が降圧コンバータ１５０を制御することができるように、フィードバック信号を電圧コントローラ１２０へ供給してよい。例えば、第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、インダクタ１５６の第１の端部（又はノード１５３）とインダクタ１５６の第２の端部（すなわち、出力ノード１６０）との間の電圧であってよい。第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、電圧コントローラ１２０の電流検知デバイス１３６への入力であってよい。電流検知デバイス１３６は、降圧コンバータ１５０における電流を示すフィードバック信号を受信してよい。 The step-down converter 150 may provide a feedback signal to the voltage controller 120 so that the voltage controller 120 can control the step-down converter 150. For example, the first feedback signal I SENSE may be the voltage between the first end of inductor 156 (or node 153) and the second end of inductor 156 (ie, output node 160). The first feedback signal I SENSE may be an input to the current sensing device 136 of the voltage controller 120. The current sensing device 136 may receive a feedback signal indicating the current in the buck converter 150.

降圧コンバータ１５０は、出力ノード１６０（インダクタ１５６とキャパシタＣｂとの間）及び接地での電圧に基づき第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥを更に供給してよい。第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥは、電圧コントローラ１２０の電圧検知デバイス１３２への入力であってよい。電圧検知デバイス１３２は、出力電圧を示すフィードバック信号を受信してよい。第２のフィードバック信号はまた、プラットフォーム負荷から受信されてよい。 The buck converter 150 may further provide a second feedback signal V SENSE based on the voltage at the output node 160 (between the inductor 156 and the capacitor Cb) and ground. The second feedback signal V SENSE may be an input to the voltage sensing device 132 of the voltage controller 120. The voltage sensing device 132 may receive a feedback signal indicating the output voltage. A second feedback signal may also be received from the platform load.

電圧検知デバイス１３２は、出力電圧Ｖｏを示す第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥを受信してよい。電流検知デバイス１３６は、降圧コンバータ１５０における電流（すなわち、インダクタ１５６を流れる電流）を示す第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥを受信してよい。 The voltage sensing device 132 may receive a second feedback signal V SENSE indicating the output voltage Vo. The current sensing device 136 may receive a first feedback signal I SENSE indicating the current in the buck converter 150 (ie, the current flowing through the inductor 156).

第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥ及び第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、電圧レギュレータ１００の出力電圧Ｖｏを所望の許容範囲内に安定させるのを助けてよい。第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥはまた、電圧レギュレータ１００を過電流状態から保護するのを助けてよい。 The second feedback signal V SENSE and the first feedback signal I SENSE may help stabilize the output voltage Vo of the voltage regulator 100 within a desired tolerance. The first feedback signal I SENSE may also help protect the voltage regulator 100 from overcurrent conditions.

電圧検知デバイス１３２は、出力信号をＰＷＭ制御デバイス１２２へ供給してよく、電流検知デバイス１３６は、出力信号をＰＷＭ制御デバイス１２２へ供給してよい。ＰＷＭ制御デバイス１２２は、電圧検知デバイス１３２及び電流検知デバイス１３６から信号を受信してよい。   The voltage sensing device 132 may provide an output signal to the PWM control device 122, and the current sensing device 136 may provide an output signal to the PWM control device 122. The PWM control device 122 may receive signals from the voltage sensing device 132 and the current sensing device 136.

トランジスタドライバ回路１２６は、降圧コンバータ１５０の第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２を制御する駆動信号を供給してよい。より具体的に、トランジスタドライバ回路１２６は、パルス幅変調信号（又は駆動信号）を降圧コンバータ１５０の第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２へ適用してよい。信号（又は駆動信号）の幅は、第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２のタイミングを制御してよい。駆動信号は、フィードバック信号に基づき調整（又は供給）されてよい。   The transistor driver circuit 126 may supply a drive signal for controlling the first switch transistor Q1 and the second switch transistor Q2 of the step-down converter 150. More specifically, the transistor driver circuit 126 may apply a pulse width modulation signal (or drive signal) to the first and second switch transistors Q1 and Q2 of the step-down converter 150. The width of the signal (or drive signal) may control the timing of the first and second switch transistors Q1, Q2. The drive signal may be adjusted (or supplied) based on the feedback signal.

スーパーキャパシタデバイス１７０は、寄生素子Ｚｓを通じて接続されているキャパシタＣｓを有してよい。素子Ｚｓは、相互接続及びキャパシタＣｓの寄生抵抗及びインダクタに相当してよい。図３は、オンダイのデカップリングキャパシタＣｄｉｅを示す。加えて、素子Ｚｍｂ，Ｚｐｋｇ及びＺｄｉｅは夫々、マザーボード、パッケージ及びダイの寄生インピーダンスに相当してよい。   The supercapacitor device 170 may have a capacitor Cs connected through a parasitic element Zs. The element Zs may correspond to the interconnect and the parasitic resistance of the capacitor Cs and the inductor. FIG. 3 shows an on-die decoupling capacitor Cdie. In addition, the elements Zmb, Zpkg, and Zdie may correspond to the parasitic impedance of the motherboard, package, and die, respectively.

第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、電圧コントローラ１２０へ供給されてよい。第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷のターンオン又はオフを表してよい。第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷がオンされる場合にＨＩＧＨであってよく、第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷がオンされない場合にＬＯＷであってよい。   The first input signal VR_EN may be supplied to the voltage controller 120. The first input signal VR_EN may represent turning on or off of the platform load. The first input signal VR_EN may be HIGH when the platform load is turned on, and the first input signal VR_EN may be LOW when the platform load is not turned on.

図３は、降圧コンバータ１５０がバッテリ１１０からＤＣ電圧Ｖｉを受け取ってよいことを示す。図３は、バッテリ１１０から降圧コンバータ１５０への電流Ｉｉを示す。降圧コンバータ１５０は、ノード１６０で出力電圧Ｖｏを供給してよい。出力電圧Ｖｏは、プラットフォーム負荷へ供給されてよい。電圧コントローラ１２０は、降圧コンバータ１５０からフィードバック信号を受信してよい。電圧コントローラ１２０は、フィードバック信号に基づき駆動信号を第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２へ供給してよい。   FIG. 3 shows that step-down converter 150 may receive DC voltage Vi from battery 110. FIG. 3 shows current Ii from battery 110 to step-down converter 150. Step-down converter 150 may supply output voltage Vo at node 160. The output voltage Vo may be supplied to the platform load. The voltage controller 120 may receive a feedback signal from the step-down converter 150. The voltage controller 120 may supply a drive signal to the first and second switch transistors Q1, Q2 based on the feedback signal.

第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２は、バッテリ１１０からの電力がプラットフォームへ供給され得るように（すなわち、ノード１６０での電圧Ｖｏとして示される）、電圧コントローラ１２０によって制御されてよい。   The first and second switch transistors Q1, Q2 may be controlled by the voltage controller 120 so that power from the battery 110 can be supplied to the platform (ie, shown as voltage Vo at node 160).

第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１及びＱ２は、バッテリ１１０からの電圧Ｖｉを下げて出力電圧Ｖｏをノード１６０で供給するよう、降圧コンバータとして動作してよい。図３は、第１のスイッチトランジスタＱ１及びインダクタ１５６を通って、電流Ｉｏとして供給され得るバッテリ１１０からの電流Ｉｉを示す。   The first and second switch transistors Q1 and Q2 may operate as a step-down converter so as to lower the voltage Vi from the battery 110 and supply the output voltage Vo at the node 160. FIG. 3 shows the current Ii from the battery 110 that may be supplied as the current Io through the first switch transistor Q1 and the inductor 156.

降圧コンバータ（又は第１のスイッチトランジスタＱ１）は、負荷又はプラットフォームがもはや供給されるべきでない場合にオフされてよい。これは、キャパシタＣｂ，Ｃａ及びＣｄｉｅにおける電圧を放電してよい。   The buck converter (or first switch transistor Q1) may be turned off when the load or platform is no longer to be supplied. This may discharge the voltage across the capacitors Cb, Ca and Cdie.

より具体的に、電圧レギュレータ１００の電源オン時に、電力供給網（ＰＤＮ）にある全てのキャパシタは、出力電圧Ｖｏへ充電されてよい。すなわち、バッテリ１１０に蓄えられているエネルギは、キャパシタＣｂ，Ｃｓ，・・・，Ｃｄｉｅへ転送されてよい。ＶＲ＿ＥＮ信号がデアサートされる（すなわち、オフされる）場合に、（ノード１６０での）出力レールは、第２のスイッチトランジスタＱ２又はプラットフォームにおける放電トランジスタを通じて放電されてよい。   More specifically, when the voltage regulator 100 is powered on, all capacitors in the power supply network (PDN) may be charged to the output voltage Vo. That is, the energy stored in the battery 110 may be transferred to the capacitors Cb, Cs,. When the VR_EN signal is deasserted (ie, turned off), the output rail (at node 160) may be discharged through the second switch transistor Q2 or a discharge transistor in the platform.

電力レールがオフされる場合に、レール上の電圧は、電圧レギュレータをオフして、レールとプラットフォームにおけるトランジスタを通じて接地へ短絡することで、ゼロにされてよい。しかしながら、これは、レール上のキャパシタに蓄えられているエネルギの損失を生じさせ得る。起動イベントの間、電力供給網における全てのキャパシタは、レールと特定の電圧レベルへ戻すよう充電されてよい。しかしながら、これは、電圧レギュレータの電力循環の間のエネルギ損失を生じさせ得る。   When the power rail is turned off, the voltage on the rail may be zeroed by turning off the voltage regulator and shorting to ground through transistors in the rail and platform. However, this can cause a loss of energy stored in the capacitor on the rail. During the start-up event, all capacitors in the power grid may be charged back to the rail and a specific voltage level. However, this can cause energy loss during the voltage regulator power cycle.

実施形態は、出力キャパシタに蓄えられているエネルギを、バッテリ、バッテリパック及び／又はプラットフォームにおける他の負荷へ循環させてよい。電圧レギュレータは、電圧レギュレータ（ＶＲ）の出力キャパシタ電圧をバッテリ電圧レベルへ高めるために昇圧コンバータとして使用されてよい。キャパシタに蓄えられているエネルギは、バッテリ（及び／又はバッテリパック）へ転送されてよく、バッテリは再電されてよい。キャパシタに蓄えられているエネルギは、他の負荷へ転送されてよい。   Embodiments may circulate energy stored in the output capacitor to other loads in the battery, battery pack and / or platform. The voltage regulator may be used as a boost converter to increase the output capacitor voltage of the voltage regulator (VR) to the battery voltage level. The energy stored in the capacitor may be transferred to the battery (and / or battery pack) and the battery may be repowered. The energy stored in the capacitor may be transferred to another load.

図４は、例となる実施形態に従う電圧レギュレータを示す。他の実施形態及び構成も設けられてよい。   FIG. 4 shows a voltage regulator according to an example embodiment. Other embodiments and configurations may also be provided.

図４は、電圧コントローラ２２０と、コンバータ２５０（又は降圧／昇圧コンバータ）とを有する電圧レギュレータ２００を示す。図４に示されている電圧レギュレータ２００は、図３に示されている電圧レギュレータ１００及び／又は図２に示されている電圧レギュレータ２０に対応してよい。コンバータ２５０は、キャパシタＣｓへ電流（又は電力）を供給している場合（又はその間）、降圧コンバータとして動作してよく、コンバータ２５０は、電流（又は電力）をバッテリ１１０へ戻している場合（又はその間）、昇圧コンバータとして動作してよい。図４に示されている電流源１８０は、プラットフォーム負荷へ供給される電流を表してよい。降圧コンバータとして動作するコンバータ２５０は、バッテリ１１０及び負荷（すなわち、電流源１８０として示される。）のうちの少なくとも一方へエネルギを供給してよい。   FIG. 4 shows a voltage regulator 200 having a voltage controller 220 and a converter 250 (or a buck / boost converter). The voltage regulator 200 shown in FIG. 4 may correspond to the voltage regulator 100 shown in FIG. 3 and / or the voltage regulator 20 shown in FIG. Converter 250 may operate as a step-down converter when (or during) supplying current (or power) to capacitor Cs, and converter 250 is returning current (or power) to battery 110 (or In the meantime, it may operate as a boost converter. The current source 180 shown in FIG. 4 may represent the current supplied to the platform load. Converter 250 operating as a step-down converter may supply energy to at least one of battery 110 and a load (ie, shown as current source 180).

電圧レギュレータ２００は、電圧レギュレータモジュール（ＶＲＭ）と呼ばれることもある。   The voltage regulator 200 is sometimes referred to as a voltage regulator module (VRM).

電圧レギュレータ２００（及びより具体的には、電圧コントローラ２２０）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御デバイス１２２と、トランジスタドライバ回路１２６（又は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ドライバ）と、電圧検知デバイス１３２と、電流検知デバイス１３６とを有してよい。図示されていないが、電圧レギュレータ２００は、キャパシタ制御デバイス（若しくはスーパーキャパシタデバイス）及び／又はアイドル制御デバイスを更に有してよい。   The voltage regulator 200 (and more specifically, the voltage controller 220) includes a pulse width modulation (PWM) control device 122, a transistor driver circuit 126 (or field effect transistor (FET) driver), a voltage sensing device 132, A current sensing device 136. Although not shown, the voltage regulator 200 may further include a capacitor control device (or supercapacitor device) and / or an idle control device.

コンバータ２５０は、第１のスイッチトランジスタＱ１と、第２のスイッチトランジスタＱ２と、インダクタ１５６と、キャパシタＣｂとを有してよい。インダクタ１５６及びキャパシタＣｂは、降圧コンバータ２５０のフィルタを形成してよい。第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２の夫々は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であってよい。図４に示されているように、第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２は、バッテリ１１０と接地との間に直列に結合されている。   The converter 250 may include a first switch transistor Q1, a second switch transistor Q2, an inductor 156, and a capacitor Cb. Inductor 156 and capacitor Cb may form a filter of step-down converter 250. Each of the first switch transistor Q1 and the second switch transistor Q2 may be a field effect transistor (FET). As shown in FIG. 4, the first switch transistor Q1 and the second switch transistor Q2 are coupled in series between the battery 110 and ground.

電圧レギュレータ２００は、図３に示されているスーパーキャパシタデバイス１７０のようなスーパーキャパシタデバイスを有してよい。スーパーキャパシタデバイスは、バッテリ１１０から受け取られたエネルギ（又は電圧）を蓄えるキャパシタＣｓを有してよい。他のキャパシタも設けられてよい。   The voltage regulator 200 may include a supercapacitor device, such as the supercapacitor device 170 shown in FIG. The supercapacitor device may have a capacitor Cs that stores energy (or voltage) received from the battery 110. Other capacitors may also be provided.

第１のスイッチトランジスタＱ１と第２のスイッチトランジスタＱ２との間の中間ノード１５３は、インダクタ１５６の第１の端部へ結合されている。インダクタ１５６の第２の端部は出力ノード１６０と見なされてよく、出力ノード１６０は、出力電圧Ｖｏをプラットフォーム負荷（又は電子デバイス）へ供給してよい。   An intermediate node 153 between the first switch transistor Q 1 and the second switch transistor Q 2 is coupled to the first end of the inductor 156. The second end of the inductor 156 may be considered an output node 160, which may supply the output voltage Vo to the platform load (or electronic device).

図４に示されているように、コンバータ２５０のキャパシタＣｂは、出力ノード１６０と接地との間に結合されてよい。キャパシタＣｂの第１の端部は、（寄生インピーダンスＺｂを介して）インダクタ１５６の第２の端部（すなわち、出力ノード１６０）へ結合されてよい。キャパシタＣｂの第２の端部は接地へ結合されてよい。   As shown in FIG. 4, capacitor Cb of converter 250 may be coupled between output node 160 and ground. The first end of capacitor Cb may be coupled (via parasitic impedance Zb) to the second end of inductor 156 (ie, output node 160). The second end of capacitor Cb may be coupled to ground.

コンバータ２５０は、電圧コントローラ２２０がコンバータ２５０を制御することができるように、フィードバック信号を電圧コントローラ２２０へ供給してよい。例えば、第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、インダクタ１５６の第１の端部（又はノード１５３）とインダクタ１５６の第２の端部（すなわち、出力ノード１６０）との間の電圧であってよい。第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、電圧コントローラ２２０の電流検知デバイス１３６への入力であってよい。電流検知デバイス１３６は、（コンバータ２５０における）電流を示すフィードバック信号を受信してよい。 Converter 250 may provide a feedback signal to voltage controller 220 so that voltage controller 220 can control converter 250. For example, the first feedback signal I SENSE may be the voltage between the first end of inductor 156 (or node 153) and the second end of inductor 156 (ie, output node 160). The first feedback signal I SENSE may be an input to the current sensing device 136 of the voltage controller 220. Current sensing device 136 may receive a feedback signal indicative of current (in converter 250).

コンバータ２５０は、出力ノード１６０（インダクタ１５６とキャパシタＣｂとの間）及び接地での電圧に基づき第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥを更に供給してよい。第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥは、電圧コントローラ２２０の電圧検知デバイス１３２への入力であってよい。電圧検知デバイス１３２は、（出力電圧を示す）フィードバック信号を受信してよい。第２のフィードバック信号はまた、プラットフォーム負荷から取られてよい。 Converter 250 may further provide a second feedback signal V SENSE based on the voltage at output node 160 (between inductor 156 and capacitor Cb) and ground. The second feedback signal V SENSE may be an input to the voltage sensing device 132 of the voltage controller 220. The voltage sensing device 132 may receive a feedback signal (indicating the output voltage). The second feedback signal may also be taken from the platform load.

電圧検知デバイス１３２は、出力電圧Ｖｏを示す第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥを受信してよい。電流検知デバイス１３６は、電流（すなわち、インダクタ１５６を流れる電流）を示す第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥを受信してよい。 The voltage sensing device 132 may receive a second feedback signal V SENSE indicating the output voltage Vo. The current sensing device 136 may receive a first feedback signal I SENSE indicating the current (ie, the current flowing through the inductor 156).

第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥ及び第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、電圧レギュレータ２００の出力電圧Ｖｏを所望の許容範囲内に安定させるのを助けてよい。第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥはまた、電圧レギュレータ２００を過電流状態から保護するのを助けてよい。 The second feedback signal V SENSE and the first feedback signal I SENSE may help stabilize the output voltage Vo of the voltage regulator 200 within a desired tolerance. The first feedback signal I SENSE may also help protect the voltage regulator 200 from overcurrent conditions.

電圧検知デバイス１３２は、出力信号をＰＷＭ制御デバイス１２２へ供給してよく、電流検知デバイス１３６は、出力信号をＰＷＭ制御デバイス１２２へ供給してよい。ＰＷＭ制御デバイス１２２は、電圧検知デバイス１３２及び電流検知デバイス１３６から信号を受信してよい。   The voltage sensing device 132 may provide an output signal to the PWM control device 122, and the current sensing device 136 may provide an output signal to the PWM control device 122. The PWM control device 122 may receive signals from the voltage sensing device 132 and the current sensing device 136.

トランジスタドライバ回路１２６は、コンバータ２５０の第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２を制御する駆動信号を供給してよい。より具体的に、トランジスタドライバ回路１２６は、パルス幅変調信号（又は駆動信号）をコンバータ２５０の第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２へ適用してよい。信号（又は駆動信号）の幅は、第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２のタイミングを制御してよい。駆動信号は、フィードバック信号に基づき調整（又は供給）されてよい。電圧コントローラ２２０は、フィードバック信号の少なくとも１つに少なくとも部分的に基づき、コンバータ２５０のデューティサイクルを変更してよい。   The transistor driver circuit 126 may supply a drive signal for controlling the first switch transistor Q1 and the second switch transistor Q2 of the converter 250. More specifically, the transistor driver circuit 126 may apply a pulse width modulation signal (or drive signal) to the first and second switch transistors Q 1 and Q 2 of the converter 250. The width of the signal (or drive signal) may control the timing of the first and second switch transistors Q1, Q2. The drive signal may be adjusted (or supplied) based on the feedback signal. Voltage controller 220 may change the duty cycle of converter 250 based at least in part on at least one of the feedback signals.

第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、電圧コントローラ２２０へ供給されてよい。第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷のターンオン又はオフを表してよい。第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷がオンされる場合にＨＩＧＨであってよく、第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷がオンされない場合にＬＯＷであってよい。   The first input signal VR_EN may be supplied to the voltage controller 220. The first input signal VR_EN may represent turning on or off of the platform load. The first input signal VR_EN may be HIGH when the platform load is turned on, and the first input signal VR_EN may be LOW when the platform load is not turned on.

コンバータ２５０は、バッテリ１１０からＤＣ電圧Ｖｉを受け取ってよい。電流は、バッテリ１１０からコンバータ２５０へ供給されてよい。コンバータ２５０は、ノード１６０で出力電圧Ｖｏを供給してよい。出力電圧Ｖｏは、プラットフォーム負荷へ供給されてよい。電圧コントローラ２２０は、コンバータ２５０からフィードバック信号を受信してよい。電圧コントローラ２２０は、少なくとも部分的にフィードバック信号に基づき、駆動信号を第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２へ供給してよい。駆動信号は、少なくとも部分的にフィードバック信号及びバッテリノード電圧に基づき、供給されてよい。   Converter 250 may receive DC voltage Vi from battery 110. Current may be supplied from battery 110 to converter 250. Converter 250 may provide output voltage Vo at node 160. The output voltage Vo may be supplied to the platform load. The voltage controller 220 may receive a feedback signal from the converter 250. The voltage controller 220 may supply a drive signal to the first and second switch transistors Q1, Q2 based at least in part on the feedback signal. The drive signal may be provided based at least in part on the feedback signal and the battery node voltage.

第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２は、バッテリ１１０からの電力（又はエネルギ）がプラットフォームへ供給され得るように（すなわち、ノード１６０での電圧Ｖｏとして示される）、電圧コントローラ２２０によって制御されてよい。   The first and second switch transistors Q1, Q2 are controlled by the voltage controller 220 so that power (or energy) from the battery 110 can be supplied to the platform (ie, shown as voltage Vo at node 160). It's okay.

第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１及びＱ２は、バッテリ１１０からの電圧Ｖｉを下げ（又は低減し）て出力電圧Ｖｏをノード１６０で供給するよう、降圧コンバータとして動作してよい。コンバータ２５０が降圧コンバータとして動作している場合に、バッテリ１１０からの電流は、第１のスイッチトランジスタＱ１及びインダクタ１５６を通ってよく、電力（又はエネルギ）をキャパシタＣｂ，Ｃｓへ供給してよい。   The first and second switch transistors Q1 and Q2 may operate as a step-down converter to lower (or reduce) the voltage Vi from the battery 110 and supply the output voltage Vo at the node 160. When the converter 250 is operating as a step-down converter, the current from the battery 110 may pass through the first switch transistor Q1 and the inductor 156, and power (or energy) may be supplied to the capacitors Cb and Cs.

電圧レギュレータ２００は、電力節約サイクル（スリープモード）の間にオン及びオフされてよい。コンバータ２５０は、電圧レギュレータ（ＶＲ）電力循環の間に降圧コンバータとして及び昇圧コンバータとして使用されてよい。例えば、充電されているキャパシタＣｂ，Ｃｓにかかる電圧は、昇圧コンバータとして動作するコンバータ２５０への入力として使用されてよい。   The voltage regulator 200 may be turned on and off during a power saving cycle (sleep mode). Converter 250 may be used as a step-down converter and as a step-up converter during voltage regulator (VR) power circulation. For example, the voltage applied to the charged capacitors Cb and Cs may be used as an input to the converter 250 that operates as a boost converter.

電圧レギュレータ２００は、例えば、少なくとも部分的にフィードバック信号によって、バッテリ１１０からの電圧及び／又は電流を検知してよい。第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮがデアサートされる場合に、ＰＷＭ制御デバイス１２２及びトランジスタドライバ回路１２６は、フィードバック信号に基づき、電力がバッテリ１１０（及び／又は他の構成要素）へ戻されるように第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２を制御してよい。すなわち、トランジスタドライバ回路１２６は、出力電力段（すなわち、スイッチトランジスタＱ１，Ｑ２及びインダクタ１５６）を昇圧コンバータとして扱ってよい。昇圧コンバータは、キャパシタからバッテリ１１０へ電圧（又はエネルギ）を放電してよい。図４は、コンバータ２５０を通ってＩｉとして供給されるキャパシタからの電流Ｉｉを示す。電流Ｉｉは、バッテリ１１０への電流Ｉｃ及び／又はプラットフォーム負荷への電流Ｉｐとして使用されてよい。   The voltage regulator 200 may sense the voltage and / or current from the battery 110, for example, at least in part by a feedback signal. When the first input signal VR_EN is deasserted, the PWM control device 122 and the transistor driver circuit 126 are configured so that power is returned to the battery 110 (and / or other components) based on the feedback signal. The second switch transistors Q1, Q2 may be controlled. That is, the transistor driver circuit 126 may treat the output power stage (ie, the switch transistors Q1, Q2 and the inductor 156) as a boost converter. The boost converter may discharge voltage (or energy) from the capacitor to the battery 110. FIG. 4 shows the current Ii from the capacitor supplied as Ii through the converter 250. The current Ii may be used as the current Ic to the battery 110 and / or the current Ip to the platform load.

電圧検知デバイス１３２及び電流検知デバイス１３６は、昇圧コンバータとして動作するようにコンバータ２５０のデューティサイクルを決定するために使用されてよい。加えて、バッテリパックは、定電流により充電される必要があり得る。これは、バッテリ充電率によって決定されてよい。充電率は、ＩＳＥＮＳＥフィードバック信号を用いることによって制御されてよい。 Voltage sensing device 132 and current sensing device 136 may be used to determine the duty cycle of converter 250 to operate as a boost converter. In addition, the battery pack may need to be charged with a constant current. This may be determined by the battery charge rate. The charge rate may be controlled by using an I SENSE feedback signal.

コンバータ２５０は、電圧レギュレータ２００が出力電力を供給すべき場合（すなわち、第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮがＨＩＧＨである場合）、降圧コンバータとして動作してよい。他方で、コンバータ２５０は、電圧レギュレータ２００が出力電力を供給すべきでない場合、例えば、電子デバイスがスリープモード又はアイドルモードにおいて設けられるべき場合、降圧コンバータとして動作してよい。   Converter 250 may operate as a step-down converter when voltage regulator 200 is to provide output power (ie, when first input signal VR_EN is HIGH). On the other hand, converter 250 may operate as a step-down converter when voltage regulator 200 is not to supply output power, for example, when the electronic device is to be provided in sleep mode or idle mode.

コンバータ２５０は、第１のスイッチトランジスタＱ１が有効にされ且つ第２のスイッチトランジスタＱ２が無効にされる場合に、降圧コンバータとして動作し、電圧を電圧キャパシタへ供給してよい。コンバータ２５０は、第１のスイッチトランジスタＱ１が無効にされ且つ第２のスイッチトランジスタＱ２が有効にされる場合に、昇圧コンバータとして動作し、電圧をキャパシタからバッテリへ又は他の負荷へ供給してよい。   The converter 250 may operate as a step-down converter and supply voltage to the voltage capacitor when the first switch transistor Q1 is enabled and the second switch transistor Q2 is disabled. Converter 250 may operate as a boost converter when first switch transistor Q1 is disabled and second switch transistor Q2 is enabled to supply voltage from the capacitor to the battery or to another load. .

図５は、例となる実施形態に従うバッテリシステムを示す。他の実施形態及び構成も設けられてよい。図５に示されているバッテリシステム３００は、ノートブックシステム、ネットブックシステム、タブレットシステム、スマートフォンプラットフォーム及び／又は他のシステムへ提供されてよい。   FIG. 5 shows a battery system according to an example embodiment. Other embodiments and configurations may also be provided. The battery system 300 shown in FIG. 5 may be provided to notebook systems, netbook systems, tablet systems, smartphone platforms, and / or other systems.

バッテリシステム３００は、バッテリパック３１０と、ＡＣ／ＤＣアダプタ３３０と、充電器３４０と、電圧レギュレータモジュール（ＶＲＭ）３５０とを有してよい。ＶＲＭ３５０は、例えば、図４に示されている電圧レギュレータ２００に対応してよい。   The battery system 300 may include a battery pack 310, an AC / DC adapter 330, a charger 340, and a voltage regulator module (VRM) 350. The VRM 350 may correspond to, for example, the voltage regulator 200 shown in FIG.

バッテリパック３１０は、バッテリセル３１２，３１４及びスイッチ３１６，３１８を有してよい。スイッチ３１６は、充電（ＣＨＧ）信号に基づき動作する充電スイッチであってよい。スイッチ３１８は、放電（ＤＩＳ）信号に基づき動作する放電スイッチであってよい。ＣＨＧ信号及びＤＩＳ信号は、電力管理機構の部分としてのプラットフォーム内のファームウェアコントローラによって生成されてよい。   The battery pack 310 may include battery cells 312 and 314 and switches 316 and 318. The switch 316 may be a charge switch that operates based on a charge (CHG) signal. The switch 318 may be a discharge switch that operates based on a discharge (DIS) signal. The CHG signal and the DIS signal may be generated by a firmware controller in the platform as part of the power management mechanism.

ＡＣ／ＤＣアダプタ３３０は、適切な電力を供給するように充電されてよい。電力は、スイッチＳ１が閉じられる場合に、バッテリパック３１０を充電するために使用されてよい。スイッチＳ１は線形モード内で動作してよく、トリクル充電又は連続充電が提供され得る。   The AC / DC adapter 330 may be charged to provide appropriate power. The power may be used to charge the battery pack 310 when the switch S1 is closed. Switch S1 may operate in a linear mode, and trickle charging or continuous charging may be provided.

図５はまた、図４に示されているような全ての被充電キャパシタに相当するキャパシタＣｅｑ（又は等価キャパシタ）を示す。   FIG. 5 also shows a capacitor Ceq (or equivalent capacitor) corresponding to all charged capacitors as shown in FIG.

スマートフォン（又はスマートフォンプラットフォーム）の例において、スイッチＳ１は設けられなくてよく及び／又は使用されなくてよい。この例では、充電制御は、バッテリパック３１０内の充電スイッチ３１６及び放電スイッチ３１８を線形動作モードにおいて動作させることで提供され得る。これは、適切なバッテリ充電特性を達成することができる。   In the example of a smartphone (or smartphone platform), the switch S1 may not be provided and / or used. In this example, charge control may be provided by operating charge switch 316 and discharge switch 318 in battery pack 310 in a linear mode of operation. This can achieve proper battery charging characteristics.

実施形態は、電子デバイス、システム及び／又は装置に給電する方法を提供してよい。これは、電圧レギュレータ２００で入力電圧を受け取るステップと、（電圧レギュレータ２００の）コンバータ２５０を降圧コンバータとして動作させるステップと、電圧レギュレータ２００から出力電圧Ｖｏを供給するステップと、電圧レギュレータ２００のキャパシタを充電するステップとを有してよい。キャパシタにおける電圧（又はエネルギ）は、コンバータ２５０を昇圧コンバータとして使用することで放電されてよい。放電された電圧は、キャパシタからバッテリ１１０及び／又はプラットフォームの他の負荷へ供給されてよい。   Embodiments may provide a method for powering an electronic device, system and / or apparatus. The voltage regulator 200 receives the input voltage, operates the converter 250 (of the voltage regulator 200) as a step-down converter, supplies the output voltage Vo from the voltage regulator 200, and the capacitor of the voltage regulator 200. Charging. The voltage (or energy) at the capacitor may be discharged using converter 250 as a boost converter. The discharged voltage may be supplied from the capacitor to the battery 110 and / or other loads on the platform.

“一実施形態”、“実施形態”、“例となる実施形態”、等との本明細書中の言及は、その実施形態に関して記載される特定の機構、構造、又は特徴が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書中の様々な箇所におけるそのような語句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を参照しているわけではない。更に、特定の機構、構造、又は特徴が何らかの実施形態に関して記載される場合に、他の実施形態に関連してそのような機構、構造、又は特徴をとることは、当該技術分野における通常の知識の範囲内にあると考えられる。   References herein to “an embodiment,” “an embodiment,” “an exemplary embodiment,” and the like refer to at least one implementation of a particular mechanism, structure, or feature described with respect to that embodiment. Means included in the form. The appearances of such phrases at various places in the specification are not necessarily all referring to the same embodiment. Further, where a particular mechanism, structure, or feature is described with respect to any embodiment, taking such a mechanism, structure, or feature in relation to other embodiments is common knowledge in the art. It is considered to be within the range.

実施形態は、その多数の実例となる実施形態を参照して記載されてきたが、当然ながら、他の数の他の変形例及び実施形態が本開示の原理の趣旨及び適用範囲内で当業者に想到可能である。特に、様々な変更及び改良が、本開示、図面及び添付の特許請求の範囲の適用範囲の対象組み合わせ配置の構成要素部分及び／又は配置において可能である。構成要素部分及び／又は配置における変更及び改良に加えて、代替的な使用も当業者には明らかであろう。   While embodiments have been described with reference to numerous illustrative embodiments thereof, it should be understood that other numbers of other variations and embodiments may occur to those skilled in the art within the spirit and scope of the present disclosure. Can be conceived. In particular, various changes and modifications can be made in the component parts and / or arrangements of the subject combination arrangements of the scope of the present disclosure, drawings and appended claims. In addition to changes and improvements in component parts and / or placement, alternative uses will be apparent to those skilled in the art.

Claims (20)

コンバータ及び電圧コントローラを備え、
前記コンバータは、直流電圧を受け取り、当該コンバータが降圧コンバータとして動作する場合に電圧をキャパシタへ供給し、当該コンバータが昇圧コンバータとして動作する場合にバッテリ及び負荷のうちの少なくとも一方へ前記キャパシタからの電圧を放電し、
前記電圧コントローラは、前記コンバータを前記降圧コンバータとして動作するよう制御し、少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき前記コンバータを前記昇圧コンバータとして動作するよう制御する、
電圧レギュレータ。 With a converter and voltage controller,
The converter receives a DC voltage and supplies the voltage to the capacitor when the converter operates as a step-down converter, and the voltage from the capacitor to at least one of a battery and a load when the converter operates as a step-up converter. Discharge the
The voltage controller controls the converter to operate as the step-down converter and controls the converter to operate as the step-up converter based at least in part on at least one feedback signal;
Voltage regulator. 前記電圧コントローラは、前記少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき前記コンバータのデューティサイクルを変更する、
請求項１に記載の電圧レギュレータ。 The voltage controller changes a duty cycle of the converter based at least in part on the at least one feedback signal;
The voltage regulator according to claim 1. 前記コンバータは、当該電圧レギュレータが出力電力を供給する場合に前記降圧コンバータとして動作する、
請求項１に記載の電圧レギュレータ。 The converter operates as the step-down converter when the voltage regulator supplies output power.
The voltage regulator according to claim 1. 前記コンバータは、当該電圧レギュレータが出力電力を供給しない場合に前記昇圧コンバータとして動作する、
請求項３に記載の電圧レギュレータ。 The converter operates as the boost converter when the voltage regulator does not supply output power.
The voltage regulator according to claim 3. 前記コンバータは、第１のスイッチトランジスタ、第２のスイッチトランジスタ、及び前記キャパシタを有する、
請求項１に記載の電圧レギュレータ。 The converter includes a first switch transistor, a second switch transistor, and the capacitor.
The voltage regulator according to claim 1. 前記コンバータは、前記第１のスイッチトランジスタが有効にされ且つ前記第２のスイッチトランジスタが無効にされる場合に、前記降圧コンバータとして動作して前記電圧を前記キャパシタへ供給する、
請求項５に記載の電圧レギュレータ。 The converter operates as the step-down converter to supply the voltage to the capacitor when the first switch transistor is enabled and the second switch transistor is disabled.
The voltage regulator according to claim 5. 前記コンバータは、前記第１のスイッチトランジスタが無効にされ且つ前記第２のスイッチトランジスタが有効にされる場合に、前記昇圧コンバータとして動作して前記キャパシタからの電圧を前記バッテリ又は前記負荷へ供給する、
請求項６に記載の電圧レギュレータ。 The converter operates as the boost converter to supply the voltage from the capacitor to the battery or the load when the first switch transistor is disabled and the second switch transistor is enabled. ,
The voltage regulator according to claim 6. 前記電圧コントローラは、電圧検知デバイス及び電流検知デバイスを有し、
前記電圧検知デバイスは、出力電圧を示す少なくとも１つのフィードバック信号を受け取り、前記電流検知デバイスは、電流を示す少なくとも１つのフィードバック信号を受け取る、
請求項５に記載の電圧レギュレータ。 The voltage controller has a voltage sensing device and a current sensing device,
The voltage sensing device receives at least one feedback signal indicative of an output voltage, and the current sensing device receives at least one feedback signal indicative of a current;
The voltage regulator according to claim 5. 前記電圧コントローラは、前記少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき第１の駆動信号を前記第１のスイッチトランジスタへ供給し且つ第２の駆動信号を前記第２のスイッチトランジスタへ供給するようパルス幅変調制御回路及びトランジスタドライバ回路を更に有する、
請求項８に記載の電圧レギュレータ。 The voltage controller pulses to supply a first drive signal to the first switch transistor and a second drive signal to the second switch transistor based at least in part on the at least one feedback signal. A width modulation control circuit and a transistor driver circuit;
The voltage regulator according to claim 8. プロセッサを備えるプラットフォーム負荷と、
前記プラットフォーム負荷へ出力電圧を供給し、バッテリ及び負荷のうちの少なくとも一方へ電圧を供給する電圧レギュレータと
を有し、
前記電圧レギュレータは、コンバータ及び電圧コントローラを備え、
前記コンバータは、直流電圧を受け取り、当該コンバータが降圧コンバータとして動作する場合に前記出力電圧を前記プラットフォーム負荷へ供給し、当該コンバータが昇圧コンバータとして動作する場合にバッテリ及び負荷のうちの少なくとも一方へキャパシタから前記電圧を供給し、
前記電圧コントローラは、少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき、前記コンバータを、前記降圧コンバータとして動作するよう又は前記昇圧コンバータとして動作するよう制御する、
電子デバイス。 A platform load with a processor;
A voltage regulator for supplying an output voltage to the platform load and supplying a voltage to at least one of a battery and a load;
The voltage regulator includes a converter and a voltage controller,
The converter receives a DC voltage, supplies the output voltage to the platform load when the converter operates as a step-down converter, and a capacitor to at least one of a battery and a load when the converter operates as a step-up converter Supply the voltage from
The voltage controller controls the converter to operate as the step-down converter or as the step-up converter based at least in part on at least one feedback signal;
Electronic devices. 前記電圧コントローラは、前記少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき前記コンバータのデューティサイクルを変更する、
請求項１０に記載の電子デバイス。 The voltage controller changes a duty cycle of the converter based at least in part on the at least one feedback signal;
The electronic device according to claim 10. 前記コンバータは、前記プロセッサがスリープモードにおいて設けられる場合に前記昇圧コンバータとして動作する、
請求項１０に記載の電子デバイス。 The converter operates as the boost converter when the processor is provided in sleep mode;
The electronic device according to claim 10. 前記コンバータは、第１のスイッチトランジスタ、第２のスイッチトランジスタ、及び前記キャパシタを有する、
請求項１０に記載の電子デバイス。 The converter includes a first switch transistor, a second switch transistor, and the capacitor.
The electronic device according to claim 10. 前記コンバータは、前記第１のスイッチトランジスタが有効にされ且つ前記第２のスイッチトランジスタが無効にされる場合に、前記降圧コンバータとして動作する、
請求項１３に記載の電子デバイス。 The converter operates as the step-down converter when the first switch transistor is enabled and the second switch transistor is disabled;
The electronic device according to claim 13. 前記コンバータは、前記第１のスイッチトランジスタが無効にされ且つ前記第２のスイッチトランジスタが有効にされる場合に、前記昇圧コンバータとして動作する、
請求項１４に記載の電子デバイス。 The converter operates as the boost converter when the first switch transistor is disabled and the second switch transistor is enabled;
The electronic device according to claim 14. 前記電圧コントローラは、電圧検知デバイス及び電流検知デバイスを有し、
前記電圧検知デバイスは、前記出力電圧を示す少なくとも１つのフィードバック信号を受け取り、前記電流検知デバイスは、電流を示す少なくとも１つのフィードバック信号を受け取る、
請求項１３に記載の電子デバイス。 The voltage controller has a voltage sensing device and a current sensing device,
The voltage sensing device receives at least one feedback signal indicative of the output voltage, and the current sensing device receives at least one feedback signal indicative of current;
The electronic device according to claim 13. 前記電圧コントローラは、前記少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき第１の駆動信号を前記第１のスイッチトランジスタへ供給し且つ第２の駆動信号を前記第２のスイッチトランジスタへ供給するようパルス幅変調制御回路及びトランジスタドライバ回路を更に有する、
請求項１６に記載の電子デバイス。 The voltage controller pulses to supply a first drive signal to the first switch transistor and a second drive signal to the second switch transistor based at least in part on the at least one feedback signal. A width modulation control circuit and a transistor driver circuit;
The electronic device according to claim 16. 電子デバイスの作動方法であって、
コンバータを備える電圧レギュレータで入力電圧を受け取るステップと、
降圧コンバータとして動作する前記電圧レギュレータからの出力電圧を当該電子デバイスのプラットフォームへ供給するステップと、

前記降圧コンバータとして前記コンバータを動作させる間にエネルギをキャパシタへ供給するステップと、
昇圧コンバータとして前記コンバータを動作させる間に前記キャパシタにおける前記エネルギを放電するステップと、
前記放電されたエネルギを当該電子デバイスの負荷及びバッテリのうちの少なくとも一方へ供給するステップと
を有する電子デバイスの作動方法。 A method of operating an electronic device comprising:
Receiving an input voltage with a voltage regulator comprising a converter;
Supplying an output voltage from the voltage regulator operating as a step-down converter to the platform of the electronic device;

Supplying energy to a capacitor while operating the converter as the step-down converter;
Discharging the energy in the capacitor while operating the converter as a boost converter;
Supplying the discharged energy to at least one of a load and a battery of the electronic device. 前記出力電圧を供給するステップは、前記コンバータの第１のスイッチトランジスタを有効にし且つ前記コンバータの第２のスイッチトランジスタを無効にするステップを含む、
請求項１８に記載の電子デバイスの作動方法。 Providing the output voltage comprises enabling a first switch transistor of the converter and disabling a second switch transistor of the converter;
The method of operating an electronic device according to claim 18. 前記エネルギを放電するステップは、前記コンバータの前記第１のスイッチトランジスタを無効にし且つ前記コンバータの前記第２のスイッチトランジスタを有効にするステップを含む、
請求項１９に記載の電子デバイスの作動方法。 Discharging the energy includes disabling the first switch transistor of the converter and enabling the second switch transistor of the converter.
The method of operating an electronic device according to claim 19.
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